新的芯片設(shè)計(jì)反映了 NVIDIA 在 AI、高性能計(jì)算和邊緣計(jì)算領(lǐng)域平臺(tái)創(chuàng)新的廣度和深度。

在為期兩天的四場(chǎng)演講中，NVIDIA 高級(jí)工程師介紹了現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)邊緣系統(tǒng)在加速計(jì)算方面的創(chuàng)新。

虛擬 Hot Chips 大會(huì)是處理器和系統(tǒng)架構(gòu)師的年度聚會(huì)。NVIDIA 高級(jí)工程師在演講中披露了 NVIDIA 首款服務(wù)器 CPU、Hopper GPU、新版 NVSwitch 互連芯片和 NVIDIA Jetson Orin 系統(tǒng)模塊 (SoM) 的性能數(shù)據(jù)和其他技術(shù)細(xì)節(jié)。

這些演講就 NVIDIA 平臺(tái)如何在性能、效率、規(guī)模和安全性方面達(dá)到更高水平提供了新見(jiàn)解。

具體來(lái)說(shuō)，演講展示了某種設(shè)計(jì)理念，即在 GPU、 CPU 和 DPU 充當(dāng)對(duì)等處理器的整個(gè)芯片、系統(tǒng)和軟件堆棧中進(jìn)行創(chuàng)新。他們共同創(chuàng)建的平臺(tái)已經(jīng)在云服務(wù)提供商、超級(jí)計(jì)算中心、企業(yè)數(shù)據(jù)中心和自主系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行 AI、數(shù)據(jù)分析和高性能計(jì)算工作。

了解 NVIDIA 首款服務(wù)器 CPU

數(shù)據(jù)中心需要靈活的 CPU、GPU 和其他加速器集群共享海量?jī)?nèi)存池，以提供當(dāng)今工作負(fù)載所需的高效性能。

為滿足這一需求，NVIDIA 的杰出工程師兼 15 年資深員工 Jonathon Evans 介紹了 NVIDIA NVLink-C2C。它以每秒 900 GB 的速度連接 CPU 和 GPU，歸功于每比特僅消耗 1.3 皮焦耳的數(shù)據(jù)傳輸，其能效是現(xiàn)有 PCIe 5.0 標(biāo)準(zhǔn)的 5 倍。

NVLink-C2C 連接兩個(gè) CPU 芯片，可創(chuàng)建具有 144 個(gè) Arm Neoverse 核心和 512 GB 內(nèi)存的 NVIDIA Grace CPU——用于解決全球大型計(jì)算問(wèn)題的處理器。

為更大限度地提高效率，Grace CPU 使用 LPDDR5X 內(nèi)存。它可實(shí)現(xiàn)每秒 1 TB 的內(nèi)存帶寬，同時(shí)將整個(gè)復(fù)合體的功耗保持在 500 瓦。

一個(gè)鏈接，多種用途

NVLink-C2C 還在 NVIDIA Grace Hopper 超級(jí)芯片中將 Grace CPU 和 Hopper GPU 芯片作為內(nèi)存共享對(duì)等體關(guān)聯(lián)，更大限度地加速像 AI 訓(xùn)練這樣對(duì)性能要求很高的作業(yè)。

任何人都可以使用 NVLink-C2C 構(gòu)建定制小芯片，以協(xié)調(diào)地連接 NVIDIA GPU、CPU、DPU 和 SoC，擴(kuò)展這一新的集成產(chǎn)品類別。互連將支持 Arm 和 x86 處理器各自使用的 AMBA CHI 和 CXL 協(xié)議。

Grace 和 Grace Hopper 的首個(gè)內(nèi)存基準(zhǔn)測(cè)試

為了在系統(tǒng)層面進(jìn)行擴(kuò)展，新的 NVIDIA NVSwitch 將多臺(tái)服務(wù)器連接到一臺(tái) AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)。它使用 NVLink，互聯(lián)速度為每秒 900 GB，是 PCIe 5.0 帶寬的 7 倍以上。

NVSwitch 使用戶能夠?qū)?32 個(gè) NVIDIA DGX H100 系統(tǒng)連接到一臺(tái) AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)中，這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)可以提供百億億次級(jí)峰值 AI 性能。

NVIDIA 的兩位資深工程師 Alexander Ishii 和 Ryan Wells 介紹該交換機(jī)如何助力用戶構(gòu)建可支持多達(dá) 256 個(gè) GPU 的系統(tǒng)，以處理要求嚴(yán)苛的工作負(fù)載，例如訓(xùn)練具有超過(guò) 1 萬(wàn)億參數(shù)的 AI 模型。

該交換機(jī)包括使用 NVIDIA SHARP 技術(shù)加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊妗HARP 是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算功能，最初在 NVIDIA Quantum InfiniBand 網(wǎng)絡(luò)上使用。它可以使通信密集型 AI 應(yīng)用的數(shù)據(jù)吞吐量翻倍。

NVSwitch 系統(tǒng)支持百億億次級(jí) AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)

Jack Choquette 是在 NVIDIA 任職 14 年的杰出高級(jí)工程師，他詳細(xì)介紹了 NVIDIA H100 Tensor Core GPU（也稱為 Hopper）。

除使用新的互連技術(shù)擴(kuò)展到新的高度外，它還包括許多先進(jìn)功能，可提升加速器的性能、效率和安全性。

與上一代相比，Hopper 的新 Transformer 引擎和升級(jí)版 Tensor Core 可在使用全球大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行 AI 推理時(shí)，將速度提升 30 倍。此外，它采用全球首款 HBM3 內(nèi)存系統(tǒng)，可提供高達(dá) 3 TB 的內(nèi)存帶寬，這是 NVIDIA 有史以來(lái)幅度超大的代際提升。

其他新功能包括：

Hopper 添加了針對(duì)多租戶、多用戶配置的虛擬化支持。

新的 DPX 指令集可加快選定映射、DNA 和蛋白質(zhì)分析應(yīng)用的遞歸循環(huán)速度。

Hopper 還支持通過(guò)機(jī)密計(jì)算增強(qiáng)安全性。

Choquette 在職業(yè)生涯早期曾是任天堂 64 游戲機(jī)的首席芯片設(shè)計(jì)師，他還介紹了一些 Hopper 進(jìn)步背后的并行計(jì)算技術(shù)。

Michael Ditty 是 Orin 的首席架構(gòu)師并在 NVIDIA 任職 17 年，他講解了 NVIDIA Jetson AGX Orin（適用于邊緣 AI、機(jī)器人開(kāi)發(fā)和高級(jí)自主機(jī)器的引擎）的新性能規(guī)格。

NVIDIA Jetson AGX Orin 集成了 12 個(gè) Arm Cortex-A78 核心和一個(gè) NVIDIA Ampere 架構(gòu) GPU，可為 AI 推理作業(yè)提供每秒高達(dá) 275 萬(wàn)億次運(yùn)算。相較上一代，能效提升 2.3 倍，性能提升高達(dá) 8 倍。

新的生產(chǎn)模塊包含高達(dá) 32 GB 的內(nèi)存，是兼容系列的一部分，可縮小至口袋大小的 5W Jetson Nano 開(kāi)發(fā)者套件。

NVIDIA Orin 的性能基準(zhǔn)測(cè)試

所有新芯片都支持 NVIDIA 軟件堆棧，該堆棧可加速 700 多個(gè)應(yīng)用，為 250 萬(wàn)名開(kāi)發(fā)者所用。

它基于 CUDA 編程模型，包含數(shù)十個(gè)面向垂直市場(chǎng)的 NVIDIA SDK，例如汽車 (DRIVE) 和醫(yī)療健康 (Clara)，以及推薦系統(tǒng) (Merlin) 和對(duì)話式 AI (Riva) 等技術(shù)。

各大云服務(wù)和系統(tǒng)制造商均提供 NVIDIA AI 平臺(tái)。

審核編輯：湯梓紅